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摘  要：随着科技的发展，促进BIM在城市轨道交通项目管理中的应用。城市化建设中，城市轨道交通项目是完善城市交通体系的重要工具，但由于城市轨道交通项目所处环境的复杂性，传统的勘测、管理技术已经无法满足项目的建设需求。因此，相关人员尝试将BIM技术应用在城市轨道交通中，借此利用BIM模型直观、生动呈现城市轨道交通项目的整个生命周期，加强项目各阶段的勘测与管理。本文就基于BIM的城市轨道交通项目管理平台开发与应用展开探讨。

关键词：城市轨道交通；BIM模型及技术；应用

引言

轨道交通建设项目施工过程中存在大量风险因素，导致安全事故发生概率较大，不仅会造成大量资源损失，而且会影响工程进度。BIM技术是一种集数据采集、分析功能为一体的技术，可以打造可视化模型，动态展现轨道交通车站施工过程，控制施工风险管理，提高施工管理效果。当前，轨道交通建设管理信息化管控还处于单项目、单应用试验阶段，为了让轨道交通建设管理信息化管控应用水平更上一个台阶，建立健全建设一体化全过程管控体系标准、流程，需要建设并完善轨道交通建设一体化全过程管控平台，主要包括：BIM协同管理子系统、工程前期规划子系统、建设管理信息化子系统、智慧工地信息化子系统。

1城市轨道交通BIM建模的技术优势

BIM技术是多种技术支撑下所形成的“建筑信息模型”，城市轨道交通工程建设中BIM技术同样可建立城市轨道交通工程的“信息模型”，从而用可视化的立体模型，优化城市轨道交通建设中的构筑物设计，协调项目施工中的各类作业，加强施工进度、质量管理。在国家的“十三五规划”文件中指出：“各地区应持续改进、推广应用BIM技术，挖掘BIM建模的优势所在，多层次地控制各类工程项目中的成本投入，为城市轨道交通工程的集成化管理做出贡献。城市轨道交通项目中，BIM技术的应用前景良好，可分别应用在该类工程的整体规划、设计、施工建设、运维管理中。相关人员通过建立城市轨道交通BIM模型，可以在项目建设规划阶段中获取更可靠的数据支持，直观地分析轨道交通设计中的质量风险、成本风险，保障城市轨道交通工程的建设质量。比如，BIM技术可对城市轨道交通工程进行施工模拟，用生动、直观的现场图示，模拟施工作业，便于管理者有序地安排各项施工任务，规范化进行施工管理，提升城市轨道交通工程施工效率。

2基于BIM的城市轨道交通项目管理平台开发与应用

2.1平台架构设计

轨道交通建设一体化全过程管控平台立足企业数字化转型整体规划，为企业既有业务系统提供可视化改造、模型数据共享的综合解决方案。其总体架构分为基础层、数据层、支撑层、功能层和业务层，如图1所示。（1）基础层。基础层是平台底层运行的支撑。传输骨干网是企业各业务系统间数据传输、协同运作、无缝集成的基础；企业服务总线（ESB）支持与异构系统的集成；物联网（IoT）、网络安全、私有云、单点登录（SSO）等系统可提供硬件网络安全方面的服务和保障。（2）数据层。数据层是平台的数据底座，分为BIM模型数据和业务数据两大类。（3）支撑层。支撑层负责提供与业务系统关联的数据采集、存储、分析等数据管理服务，并通过图形引擎、搜索引擎、应用程序编程接口（API）、WebService等构建技术中台。（4）功能层。功能层包含平台的各项业务功能模块，如模型数据校验、数据维护、数据接口服务、数据搜索、分类标签等功能。（5）业务层。业务层负责对接企业的各大业务系统，如资产管理系统、维保施工管理平台、车站运营管理系统、设施设备检修系统等。在功能应用方面，该层可整合BIM设计协同、BIM建管、BIM运维等平台，以及各种静态、动态业务数据，实现基于BIM技术的数字化竣工决算、数字化交付等业务。

2.2BIM协同管理子系统架构

BIM协同管理子系统能够对BIM模型进度与质量进行管控。该子系统满足全生命周期各参建方BIM模型的流转、展示、应用与管理工作。通过对协同管理权限进行分配，动态维护模型及数据的关联关系，提高对BIM工作参与方的过程文件、成果文件的管控能力，提升对BIM管理过程与成果的管理水平，实现工程项目从前期（设计）、建设期（施工）到后期（移交运营）整个生命周期中的各方、各阶段的数据高效集成、传递、共享。BIM协同管理子系统主要通过BIM三维协同管理及设计施工一体化应用，使项目各参建方开展协同工作，实现所有工点所有专业的协同管理。系统实现的内容包括三维展示、BIM调度、BIM成果审查、BIM进度管理、BIM应用方案管理和BIM成果管理等功能，如图2所示。

2.3技术交底

具体来说，首先，BIM技术模型能够模拟城市轨道交通项目施工建设中“组装钢筋笼”、“轨道排列”、“浮置板道床施工”，直观地进行技术交底，继而避免因交底不到位而引起的返工风险。其次，基于BIM技术，城市轨道交通项目可联合应用VR设备、BIM模型打造图文并茂的交底文档，使一线施工人员凭借可视化的文档浏览施工信息，更规范地实施各项施工工艺。逐步地提升该类项目的技术交底效率，使管理者高效安排各项施工任务，预防交叉作业、施工操作不规范等情况。最后，在利用BIM技术进行技术交底时，相关人员可建立各项子工程的BIM模型，辅助各子工程的现场施工管理。以城市轨道交通项目中的基坑开挖作业为例，BIM模型可直观展示地层分布信息，模拟基坑开挖的全过程，并通过预演基坑开挖方案，筛选出最佳的施工方案，同时为一线施工人员提供技术指导，使其有序地完成各项施工作业。

2.4智慧工地信息化子系统架构

智慧工地信息化子系统采用新一代信息化技术，结合IOT、AI和云计算等技术，整合参建各方对建设工地项目的监管需求，实现工地数字化、精细化、智慧化，提高工地现场管理效率以及决策能力。创建可容纳项目规划条件相关多源异构信息的数据中心，通过系统的空间可视化能力，提高沟通和决策效率，为项目提供一套协同管理和信息化的解决方案，并为项目数据分析提供数据基础。涉及系统模块有驾驶舱、视频监控应用、人员管理应用、车辆管理应用、环境监测应用、AI视觉分析和大型设备管理（电子台账）等。

2.5建设管理信息化子系统架构

建设管理信息化子系统是服务于轨道交通工程建设一体化全过程管控平台建设需求与管理需求的系统，系统应满足多个项目同步运行，支持工程建设所需文件、流程、具体场景应用等多方面要求，同时还须具备工程技术升级、管理办法优化、流程变更等多类型场景所带来的版本升级。因此本系统在软件架构方面，将采用系统功能模块化的架构，通过独立模块的开发，结合流程引擎、BIM轻量化引擎、GIS引擎等服务，完成工程建设综合管理信息化子平台的搭建。涉及系统模块有成果管理、方案管理、前期业务展示、规划方案展示比选、规划方案演进和证照管理。

2.6建设管理平台

基于信息化总体规划，研究轨道交通一体化管理平台的建立，根据业务统筹管理需求进行分系统开发，各系统之间实现数据和业务的双交互，最终集成建设管理平台。建设管理平台与作为数据管理中心的数管平台之间形成共享交互，再通过数管平台与智慧运维平台的数据交互共享，实现全过程数据传递共享。同步建设网络安全纵深防护体系，保障平台持续稳定运行。建设管理平台主要包括以下内容：（1）基于BIM的建设可视化协同管理平台。平台以BIM模型数据为数据底板，融入项目管理流程及表单，开发项目信息的远程填报、审核与查询、跨平台的多参与方协同管理、移动端数据输入和浏览等25个模块95个功能，实现业主方对前期报建、投资、进度、质量、变更、联调联试及竣工的高效管理。同时平台支持实时数据查询、统计分析，并实现工期分析、台账分析以及效能分析等，为管理决策提供分析依据和支持。（2）安全风险管控系统。开发基于BIM安全管理的业务系统，融合行业主管部门安全风险分级管控与隐患排查治理双重预防控制要求，实现基于BIM数字建造的安全风险管理、隐患排查治理履职留痕；建立标准数字接口，实现监控量测实时监测、实时上报、实时分析、实时预警、实时通知的高效运作模式；建立基于BIM的智慧工地监控系统，利用射频识别装置（RadioFrequencyIdentification，RFID）、红外感应器、定位系统、激光扫描器等硬件装置，提升现场智能化识别、定位、跟踪、监控管理水平。实现实名制管理、环境监测、设备监测、质量管理、BIM数字建造的软硬件融合的安全管理生态系统。（3）数据信息安全保障。建设管理平台与安全管控平台采用数据权限角色分离管理，确保数据安全性、保密性。平台均已完成安全等级二级测评，消除了数据安全隐患。同时采用数据质量校验功能自动校验上传准确、合规的数据资料，采用数据脱敏技术隐蔽敏感数据。网络信息方面，2个平台均申请HTTPS证书，通过防火墙、验证码、访问权限、开户身份认证等方式提高防监听、防伪装、防篡改能力，防御网络攻击和非法侵入。

2.7项目运维管理

参数化是BIM技术应用在城市轨道交通项目的技术优势之一，能够实现项目数据集中分析的目标，有利于降低城市轨道交通设备、建筑物运维难度，建立三维立体的运维管理模型。在BIM建模功能支持下，相关人员根据BIM模型统计各环节信息数据，建立项目信息数据库，准确监控各环节的作业流程，多维度地分析项目成本、子工程的运行及施工质量[f810比如在城市轨道交通中机电专业的设备运维中，BIM模型可统计设备参数，快速地结合设备编码查找设备位置，评估设备运行状态，并在设备故障后快速预警，定位故障点，从而提升机电设备运维管理效率。另外，通过BIM模型中直观的设备信息，相关人员可最大程度的节约城市轨道交通中机电设备运维人力、物力成本，推进项目建设进度，保障运维管理方案的可靠性。

3社会和经济效益分析

基于BIM的城轨数字化建设管理与安全风险管控研究，可以进一步提升城轨工程建设管理数字化、信息化水平，形成良好的社会与经济效益，并具有广泛的推广性。（1）经济效益。基于BIM技术全生命周期的应用，实现质量效益双提升；基于BIM的数字化管理体系，合理安排工作流程，节约工期，降本增效；依托BIM平台开展信息化建设管理，实现项目进度、质量、安全精细化管控，节约沟通时间约50%，节约分析决策时间约20%。减少施工错误约30%，减少施工成本浪费约15%，提升了隐患排查与治理效率，有效控制建设投资。最后形成可复制、可推广的标准化轨道交通数字化管理模式，加快轨道交通行业标准化建设进程。（2）社会效益。建立基于BIM的智慧城轨数字化建设管理机制，实现全员参与、全过程管理、全要素管控，实现数据驱动管理，助力企业项目集群管理和智慧运维，打造智慧快轨和智慧铁路大脑，为轨道交通规划、设计、建设及智慧运维提供决策和方法，树立轨道交通行业智慧运营标杆。同时，通过对智慧城轨快线的数据共享，实现资源合理调配、提高管理水平、优化突发情况下的各类应急预案等，提高乘客交通出行体验和出行效率，有助于实现具有地方特色的智慧交通一体化。（3）推广应用意义。本研究将BIM应用于铁路集团现有线路工程建设管理中，实证基于BIM技术的市域快线建设管理架构、管理体系及信息化管理平台工具的正确性与可实施性，形成通用、标准化、流程化的信息化管理新模式，可在整个行业内乃至全国直接进行复制推广，推动基于BIM技术的建设管理从表象到实质的转变。初步实现了轨道交通建设管理、运营维保管理的数字孪生部分应用，为后续实现轨道交通数字孪生奠定了研究基础。

结语

综上所述，BIM技术与城市轨道交通事业的融合，为我国城市交通系统的创新建设带来了更多可能性。因此，在数据信息时代中，相关主体在建设城市轨道交通项目时，还应充分利用BIM技术的建模优势，动态模拟城市轨道交通产生的全过程，严格把控规划环节、设计环节、施工环节的质量风险，提升城市轨道交通中各项基础数据的利用率，为该类项目集成化管理目标的实现打好基础。

参考文献：

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